 |
Синтез автоматической системы регулирования
|
|
|
|
Показатели качества регулирования
Переходные процессы в АСР
а) - без остаточного отклонения; б) - с остаточным отклонением;
- без вмешательства регулятора; 2 - при работе регулятора; Y0 - заданное значение; DY1(τ) - максимальное динамическое отклонение регулируемого параметра от его заданного значения в процессе регулирования; DY2(τ) - вторая амплитуда.
. Степень воздействия регулятора на переходный процесс характеризуется динамическим коэффициентом регулирования RД, представляющим отношение максимального отклонения регулируемой величины от задания DY1(τ) в процессе регулирования к отклонению DY¥ при том же возмущении, но без вмешательства регулятора:
Для заданного объекта регулирования:
- ∆Т1(τ) = 30 К (задано по условию),
- ∆Т∞, К, предварительно вычисляем из формулы:
Следовательно:
∆Т∞ =КОБ*∆Хmax, где
- КОБ= 3,4 
(рассчитан в разделе 2.1.),
- ∆Хmax - максимальное возмущающее воздействие, ∆Хmax = 1% (задано по условию; характеризует условия, в которых будет работать регулятор)
∆Т∞ =12*3,4 = 40,8 К
Таким образом
. Показатель «степень перерегулирования» характеризует склонность переходного процесса к колебаниям. Степень перерегулирования σ, % представляет собой отношение второй амплитуды DY2(τ) к максимальной амплитуде DY1(τ), выраженное в процентах:
, %
Для заданного объекта регулирования:
= 28,78%
. Время регулирования τР = 430 с (задано по условию) - это отрезок времени с момента начала отклонения регулируемой температуры от задания до его возвращения (с определенной степенью точности) - заданному значению.
|
|
|
Выбор закона регулирования
Под выражением «выбор регулятора» в первую очередь понимается определение закона регулирования. Выбор производится в зависимости от свойств объекта, условий его работы и требуемых показателей качества регулирования.
| Закон регулирования | Формула |
| Позиционный |  (математическая формулировка идеального двухпозиционного регулирования)
|
Пропорциональный (П) 
| где Кр - коэффициент передачи регулятора, являющийся параметром его настройки. |
Интегральный (И) 
| где ТИ - постоянная времени интегрирования (параметр настройки регулятора) | |
| Пропорционально-интегральный (ПИ) | 
|
| Пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) |  где ТД - постоянная времени дифференцирования или время предварения.
|
Инженерный метод выбора закона регулирования (метод А.П. Копеловича) основывается на представлении реальных промышленных объектов регулирования в виде последовательно соединенных типовых звеньев: апериодического и чистого запаздывания. Эта задача была решена в разделе 2 при выполнении структурно-параметрической идентификации объекта регулирования.
Теперь произведем выбор закона регулирования по методике Копеловича в следующем порядке.
. Рассчитаем отношение τЗ / Т’0 и ориентировочно выберите по нему тип регулятора:
= 
= 0,6325;
,6325 > 0,2 => выбирается регулятор непрерывного действия.
. Так как выбран регулятор непрерывного действия, то следует определить реализуемый им закон регулирования.
Для s = 20% процесса зависимость RД = f(τЗ / Т’0) выражается следующим графиком:
График зависимости RД = f(τЗ / Т0) для s = 20% процесса
1 - И-регулятор; 2 - П-регулятор; 3 - ПИ-регулятор; 4 - ПИД-регулятор.
. По приведенному на рисунке 4 зависимостью τР / τЗ = f(τЗ / Т0) определяем обеспечиваемое ПИД-регулятором время регулирования τР.
|
|
|
Зависимость времени регулирования от τз /Т0 для s = 20% процесса
При τЗ / Т’0 = 0,6325 по графику для ПИД-регулятора отношение τР/ τЗ =7. Следовательно:
τР=7*62=434с (по заданному τР=430с)
Таким образом заданному времени регулирования удовлетворяет ПИД-регулятор.
|
|
|
